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随着西北地区城乡经济的快速发展,大量地下水被开采以供给工农业及人们生活用水,使得地下水位大幅度下降,引发了严重的生态问题。降水、灌溉水、河流水等的入渗是地下水补给的主要来源。土壤非均质和初始含水率非均匀的特性会明显地改变土壤水的入渗性能和分布状况。本文以此为出发点,通过野外积水入渗试验和Green-Ampt模型的模拟计算,对石羊河中游层状土壤的入渗特性和入渗后再分布规律进行了初步的研究。结果表明:
湿润锋在经过土壤分层界面过程中:湿润速率、入渗率先减小后增加,湿润锋与时间的关系曲线呈阶梯状跳跃,即在土壤分层界面处出现滞水现象。土壤初始含水率越高,同时间的累积入渗量和入渗率越小、湿润锋深度和湿润速率越大。
再分布过程中,各层土壤的阻水作用和保水作用不同,表层土壤含水率急剧减少,下面土层的含水率时而增大、时而减小。土壤分层特性对无蒸发条件下的土壤水再分布的影响强于自然蒸发条件,前者上层土壤水分减少幅度小下层水分增加显著,后者土壤含水率在垂直剖面上有零通量面存在。
非均匀土壤剖面的Green-Ampt模型模拟计算的累积入渗量、入渗率随时间的变化和实测情况差距较大,湿润锋随时间的变化与实测情况较接近。该模型不能反映土层变化对入渗水流的影响。修正后的Green-Ampt模型不但能从数量上准确地描述入渗过程,而且能够很好地反映土层变化对入渗水流的影响。